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低品位黄铜矿细菌浸出机理研究

王康林  
【摘要】: 本文从细菌浸出的热力学、电化学、细菌学原理讨论了黄铜矿细菌浸出的机理,并在银离子存在下,细菌(主要是氧化亚铁硫杆菌)浸出时热力学上的可行性。且从电化学位分析了银离子催化细菌浸出黄铜矿的机理。 研究中发现彭州铜矿矿石成份是黄铜矿—石英—黄铁矿体系,从电化学上分析它是一种非常难浸的铜矿,在只用细菌而不加金属离子催化时,浸出25天后其浸出率只有扣4~9%。它的浸出率低的原因有两个方面:一是从电化学上来看,石英阻碍了黄铜矿与黄铁矿之间接触,因此不利于电化学反应;二是矿石中铁的含量高,在溶液中细菌将黄铁矿中铁转化成三价铁之后,三价铁抑制铜的浸出。将金属银离子加入到浸出体系中,最优条件下浸出25天后其浸出率提高到81%,银离子能提高黄铜矿中铜的浸出率。添加银离子之后,银离子迅速地与硫结合生成硫化银,三价铁离子不断地将硫化银转化为银离子的过程中,也减少了溶液中三价铁离子对细菌浸出过程中黄铜矿对铜的抑制。从电化学来看,Ag_2S在硫化物中电位最正,它可以与黄铜矿等硫化物组成原电池,电动势较大,硫化银的溶解度比很多硫化物要小得多,银离子取代黄铜矿中的金属离子,在矿粒表面生成硫化银与被浸硫化物组成大量的微小原电池,从而促进黄铜矿中铜的浸出。 在细菌浸出黄铜矿时,细菌主要是直接浸蚀矿物,可以用细菌直接浸出机理建立的数学模型来预测黄铜矿的浸出率。在有银离子参与的细菌浸出黄铜矿体系时,银离子主要是先取代黄铜矿中的金属离子,铜离子被不断地浸出,可以用细菌间接浸出机理建立的核收缩模型来预测黄铜矿的浸出率。


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